[發(fā)明專(zhuān)利]多功能音準(zhǔn)練習(xí)機(jī)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910174474.7
• 申請(qǐng)日: 2009-11-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101923794A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳學(xué)煌
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 陳學(xué)煌
• 主分類(lèi)號(hào): G09B15/00
• 分類(lèi)號(hào): G09B15/00;G10G7/00;G10H7/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電聲技術(shù)領(lǐng)域。

音樂(lè)是人類(lèi)生活中不可缺少的組成部分，音樂(lè)的組成很有特點(diǎn)，它是由一個(gè)個(gè)的聲音元素——樂(lè)音有規(guī)律排列而形成的。樂(lè)音與其他聲音的區(qū)別主要表現(xiàn)在音調(diào)、音色和時(shí)值三個(gè)方面，其中音調(diào)又稱(chēng)音高，是這三者中最重要的。一個(gè)人發(fā)音的音色很好，但如果音調(diào)唱不準(zhǔn)就不好聽(tīng)了，俗稱(chēng)左嗓子。可見(jiàn)音高的感和訓(xùn)練是非常重要的。

背景技術(shù)

在已有技術(shù)中，聲控電子樂(lè)器可以檢測(cè)出人的歌聲基頻，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)楹椭C的電子樂(lè)音，形成了自動(dòng)伴奏系統(tǒng)；或者進(jìn)一步與視頻技術(shù)結(jié)合形成視頻輸出的自動(dòng)伴奏系統(tǒng)；音準(zhǔn)儀和校音器則用于檢測(cè)樂(lè)器發(fā)出的聲音與標(biāo)準(zhǔn)樂(lè)音的偏差，用于樂(lè)器校音。本發(fā)明取這幾者之長(zhǎng)，采用先進(jìn)可靠的檢測(cè)技術(shù)和指示方法，構(gòu)成一種適用于各種聲音(包括人的歌聲和樂(lè)器聲音)的音高鑒別裝置，該裝置不僅可給出音高偏差的視覺(jué)指示，還利用現(xiàn)代語(yǔ)音合成及播放技術(shù)給出相應(yīng)的語(yǔ)音提示，是一種可廣泛用于歌唱練聲、樂(lè)器校音等領(lǐng)域的綜合裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所述的音高鑒別裝置如圖1所示，其中聲傳感器完成聲電轉(zhuǎn)換功能，它使用指向的傳感器以減少環(huán)境噪聲的干擾，當(dāng)用于樂(lè)器音高鑒別時(shí)則宜使用拾振器，它撿拾樂(lè)器的震動(dòng)，可有效避免外界聲波的干擾。

聲傳感器輸出的電信號(hào)經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路穩(wěn)幅放大后送到基頻檢測(cè)器，基頻檢測(cè)器可使用圖2所示的實(shí)時(shí)硬件檢測(cè)器(“有效過(guò)零點(diǎn)”基頻檢測(cè)器)，這種檢測(cè)器與目前電子校音器中普通的整形電路相比具有準(zhǔn)確度大幅提高的優(yōu)點(diǎn)，在聲控電子樂(lè)器中被成功應(yīng)用；或者使用圖3所示的軟件基頻檢測(cè)器，聲信號(hào)經(jīng)數(shù)字化后，由軟件模擬上述硬件檢測(cè)方法求取基頻，或者用目前語(yǔ)音處理技術(shù)中廣泛使用的平均幅度差法及自相關(guān)法等基音估值方法得出基頻。這兩者中硬件方法實(shí)時(shí)性好，但成本高，軟件法實(shí)時(shí)性稍差，但用于音準(zhǔn)練習(xí)和鑒別時(shí)常可勿略之，其優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約了硬件成本，并且這時(shí)圖3中的微處理器可以與主控微處理器合二而一。

輸入的聲音基頻被檢測(cè)出來(lái)后，須將其與標(biāo)準(zhǔn)音高進(jìn)行比較，從而給出判別結(jié)果，?圖1中的標(biāo)準(zhǔn)音ROM中保存著按照十二平均律或中國(guó)五聲音階、西洋七聲音階等各種規(guī)則制成的數(shù)表，這些規(guī)則稱(chēng)為律制，各國(guó)有所不同。目前在全世界范圍中流行最廣的是十二平均律律制，因此這是制表的首選。表中的標(biāo)準(zhǔn)音階數(shù)據(jù)與所測(cè)得的基頻數(shù)據(jù)之差別可通過(guò)各種方式提示出來(lái)，如液晶、LED等各種發(fā)光顯示器等。圖1中的語(yǔ)音庫(kù)則是作為一種更方便的提示而設(shè)置的。它利用語(yǔ)音播報(bào)方法通過(guò)聲音給出提示，與本裝置尤為切合。例如，當(dāng)檢測(cè)到基頻為小字組a音并且偏高30音分時(shí)，可發(fā)出語(yǔ)音提示：“小字組、a、偏高30音分”；當(dāng)檢測(cè)到基頻為準(zhǔn)確的大字組F音時(shí)，可發(fā)出語(yǔ)音提示“大字組、F、準(zhǔn)確”，等等，其余類(lèi)同。通常可將偏差在±10或±15音分之內(nèi)的檢測(cè)結(jié)果視為“準(zhǔn)確”。

為了減少語(yǔ)言庫(kù)的容量，可將上述提示語(yǔ)句分解為其組成單元，構(gòu)建成語(yǔ)料庫(kù)，在這里只須較少的語(yǔ)料即可滿足要求，可使庫(kù)容量大大減小。例如，只須有“大、小、字、一、二、三、組、音分、偏高、偏低、C、升C、D、降E……”等等基本語(yǔ)料，就能合成所需的提示語(yǔ)音。語(yǔ)音文件的格式，也對(duì)容量有重要影響，在使用WAV格式時(shí)，11KHZ的采樣率即可，能夠基本保證語(yǔ)言清晰度；還可使用MP3、VOC等其它壓縮格式并選擇合適碼率，可進(jìn)一步減少庫(kù)容，降低成本。

除了語(yǔ)音提示外，仍可一并使用傳統(tǒng)的液晶或LED顯示器，將音階名稱(chēng)、音高偏差(音分?jǐn)?shù))的音分?jǐn)?shù)等信息顯示出來(lái)，增加了使用的方便性。圖中的輸入鍵提供人機(jī)交互功能，例如選擇工作模式：是否語(yǔ)音播報(bào)；是單音播報(bào)還是若干音后統(tǒng)一播報(bào)以及播報(bào)音色選擇等；選擇是否先給出標(biāo)準(zhǔn)音提示，這時(shí)機(jī)器先輸出標(biāo)準(zhǔn)音階的樂(lè)音(通過(guò)音源輸出可取得高音質(zhì))，再檢測(cè)輸入聲音的音高，最后給出音高鑒別結(jié)果。使用這種互動(dòng)模式有利于人們練習(xí)發(fā)音的準(zhǔn)確性，特別有利于兒童音樂(lè)能力的提高，這種情況下語(yǔ)音庫(kù)還可預(yù)存“真棒”、“好極了”、“80分”、“100分”等鼓勵(lì)性語(yǔ)言，增加學(xué)習(xí)的趣味性。

所有上述提示功能的實(shí)現(xiàn)，都是由主控微處理器系統(tǒng)來(lái)完成的。與流行的數(shù)碼產(chǎn)品一樣，主控微處理器一般采用ARM芯片或高端單片機(jī)芯片，高的速度有利于保證軟件基頻檢測(cè)仍具有較好的實(shí)時(shí)性。

附圖說(shuō)明

圖1是多功能音準(zhǔn)練習(xí)機(jī)結(jié)構(gòu)圖；

圖2是實(shí)時(shí)硬件基頻檢測(cè)器結(jié)構(gòu)圖，它輸出基頻脈沖波，送往微處理器計(jì)算出基頻；

圖3是軟件基頻檢測(cè)器的硬件結(jié)構(gòu)圖，圖中的微處理器可利用主控微處理器，由一個(gè)基頻檢測(cè)軟件模塊完成基音周期估值；

圖4是小型多功能音準(zhǔn)練習(xí)機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式